[发明专利]复合铸造陶瓷水泥立磨辊套及制作方法

摘要

一种复合铸造陶瓷水泥立磨辊套及其制作方法，采用“铸造+自蔓延高温合成”，形成高耐磨外层和高韧性内层，外层的基体与内层为同一材质，高耐磨层厚度为40mm，其显微结构为由SHS生成的粒度为20～80μm的TiC颗粒，均匀弥散在中碳钢的基体，TiC硬质颗粒总体积占外层的体积的50％以上；高韧性层的材料为中碳低合金钢。本发明利用在静压力的作用下，将钢水将聚苯乙烯泡沫燃烧并产生SHS效应，生成粒度为20～80μm左右TiC等硬质颗粒并弥散分布在钢水中。本发明采用静态复合铸造，消除了由于焊接微裂纹带来的掉块、剥落等失效形式，终身免维护，且生产周期短，可规模化生产。

主权项

一种耐磨复合铸造陶瓷水泥立磨辊套的制作方法，包括如下步骤：步骤1.SHS原料的糊状制作：将SHS原料加入适量的聚乙烯醇(PVA)水溶液并搅拌均匀，制作成糊状；步骤2.制作燃烧骨架：按产品几何形状，采用聚苯乙烯泡沫制作燃烧骨架；步骤3.SHS原料的成型：将糊状SHS原料按产品耐磨层的厚度要求涂覆在燃烧骨架上，干燥后表面再均匀涂覆一层防粘砂涂料并高温烘干；步骤4.合箱浇注：将燃烧骨架置于铸造箱中并按技术要求做成铸造砂型，将熔炼好的钢水浇入砂型中，在钢水的冲刷下，聚苯乙烯泡沫开始燃烧，产生的热量使包含SHS原料的涂覆层发生反应；步骤5.开箱：浇注完的辊套温度降低至500℃～550℃后，开箱取出并空冷至200℃～250℃；步骤6.退火：将取出的辊套进行去应力退火，退火温度控制在500℃～520℃，并保温16～30小时，然后冷却至温度不超过100℃；步骤7.检验及精加工：将退火后的辊套进行探伤、硬度检测，合格后按要求加工，即可得到合格的复合陶瓷辊套；所述耐磨复合铸造陶瓷水泥立磨辊套，由外到内包括高耐磨层和高韧性层，所述高耐磨层的基体与高韧性层为同一材质，所述高韧性层为高韧性中碳合金钢，所述高耐磨层由自蔓延高温合成，该过程与铸造结合，使得所述高韧性中碳合金钢的基体上弥散分布TiC的硬质颗粒，形成高耐磨层；所述高耐磨层厚度为40mm，在所述高耐磨层和所述高韧性层之间自然形成过渡层；所述SHS原料的主要组成为：Ti粉和碳黑，重量比为2:1.5，燃烧后形成粒度为20～80μm的TiC硬质颗粒，在高耐磨层具有含量大于50％的TiC硬质颗粒弥散在基体上，TiC的硬度≥HV2700；所述高韧性中碳合金钢的主要合金元素成分为：C为0.4％～0.5％、Si为0.5％～1.2％和Mn为0.6％～1.2％。